Abstract
I meccanismi di determinazione del sesso e di sviluppo della linea germinale sono argomenti centrali nella biologia dello sviluppo ed evolutiva; tuttavia, questi processi sono sconosciuti nella maggior parte della biodiversità animale. Nel presente progetto, studiamo tali meccanismi nei molluschi bivalvi per due motivi principali. In primo luogo, i Bivalvia sono una classe altamente diversificata, le cui specie differiscono profondamente nella loro biologia ed ecologia, il che li rende una fonte preziosa per comprendere meglio l'evoluzione della determinazione del sesso ed il suo controllo da parte di fattori genetici e ambientali. In secondo luogo, molti bivalvi condividono un'importanza economica e nutrizionale in tutto il mondo e una conoscenza approfondita della loro biologia riproduttiva contribuirebbe a migliorare il settore dell'acquacoltura. Utilizziamo come specie modello Mytilus galloprovincialis, la cozza del Mediterraneo, una specie particolarmente adatta a questo progetto per due motivi principali: 1) la presenza di deviazioni dalla percentuale 50:50 di maschi e femmine che dipendente dalla femmina (fino al 100% di uno stesso sesso): questo implica l'esistenza negli ovociti di fattori molecolari depositati durante l’oogenesi che inducono il sesso; 2) la presenza di eredità mitocondriale uniparentale doppia (DUI): i mitocondri degli spermatozoi mostrano un pattern di distribuzione sesso-specifico fin dalla prima divisione embrionale, consentendo di dedurre precocemente il sesso dell'embrione in vivo, cosa impossibile nelle specie non DUI. Il progetto prevede la caratterizzazione delle fasi precoci di sviluppo di M. galloprovincialis, lo studio dei fattori molecolari depositati nell’oocita e necessari per la determinazione del sesso, dei meccanismi molecolari coinvolti nella specificazione iniziale della linea germinale, nonché dei fattori coinvolti nella diversa segregazione mitocondriale. Per raggiungere tale conoscenza, confronteremo i profili trascrizionali di ovociti con bias maschile e femminile e, successivamente, di embrioni precoci di entrambi i sessi, eseguendo una caratterizzazione con Single-Cell RNA Seq. Questo ci consentirà di riconoscere e caratterizzare i blastomeri che daranno origine alla linea germinale e di seguire la specifica segregazione dei fattori materni nell'embrione, fino ad ottenere una mappa del destino dei blastomeri, e di rilevare eventualmente l'attivazione del genoma zigotico. Inoltre, potremo individuare geni associati alle diverse dinamiche mitocondriali presenti nelle uova che danno origine a una progenie a predominanza maschile o femminile, aiutando quindi a svelare i principi generali della selezione degli organelli negli animali. Il presente progetto fornirà preziosi progressi diretti nella conoscenza della biologia di base dei bivalvi. Inoltre, considerando l'importante ruolo svolto da queste specie sia nelle comunità ecologiche che dal punto di vista commerciale, i nostri risultati avranno effetti positivi per i programmi di monitoraggio ambientale e per gli aspetti pratici dell'allevamento dei bivalvi, oltre a fornire alla comunità scientifica la prima caratterizzazione “single-cell” dello sviluppo embrionale precoce dei bivalvi.
Project details
Unibo Team Leader: Liliana Milani
Unibo involved Department/s:
Dipartimento di Scienze Biologiche, Geologiche e Ambientali
Coordinator:
ALMA MATER STUDIORUM - Università di Bologna(Italy)
Total Eu Contribution: Euro (EUR) 187.500,00
Total Unibo Contribution: Euro (EUR) 139.587,00
Project Duration in months: 24
Start Date:
28/09/2023
End Date:
28/02/2026
